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题名竹材非对称性弯曲行为对弯曲构件性能的影响
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作者
李喆喆
施江靖
陈红
吴智慧
季加贵
胡永茂
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
南京林业大学材料科学与工程学院
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《北京林业大学学报》
北大核心
2025年第4期168-176,共9页
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基金
浙江省博士后基金二等资助项目(ZJ2022170)。
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文摘
【目的】竹材因其自身结构差异(如非对称性弯曲行为),在相同工艺条件下制备的弯曲构件品质不稳定。本研究旨在探索不同部位竹条在不同弯曲模式下的成型规律,以提高竹条弯曲构件制备的可控性,并为其工艺优化提供科学依据。【方法】采用一体式弯曲成型工艺,研究竹青侧受压(TypeⅠ)和竹黄侧受压(TypeⅡ)两种弯曲模式下,竹秆不同部位(基部、中部、梢部)竹条的弯曲性能以及弯曲构件的弯曲合格率、最小弯曲半径范围和弯曲稳定性。【结果】竹秆中部竹条的纤维体积分数最高,基部次之,梢部最低,且竹条的弯曲性能与纤维体积分数呈正相关。在相同部位,TypeⅠ模式下竹条的弯曲强度和模量高于TypeⅡ模式,但TypeⅡ模式下竹条的弯曲韧性更高。TypeⅡ模式更易于成功制备弯曲构件,并可实现更小的弯曲半径。相比基部与梢部,中部竹条制备的弯曲构件的弯曲合格率更高,中部竹条在TypeⅡ模式下的最小弯曲半径(R)范围为30 mm<R≤60 mm。弯曲构件的弯曲稳定性与竹条的纤维体积分数呈负相关,具有最高纤维体积分数的中部竹条弯曲构件回弹角最大。【结论】竹秆不同部位的竹条在径向弯曲载荷作用下表现出显著的非对称性弯曲行为。在制备竹条弯曲构件时,可根据所需弯曲程度选择合适的竹秆部位和弯曲模式。使用中部竹条并采用TypeⅡ模式,能够有效提高弯曲构件的合格率和性能稳定性,尤其适用于制备弯曲程度较高的构件。
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关键词
竹材
弯曲构件
非对称性弯曲行为
弯曲成型
纤维体积分数
弯曲稳定性
力学性能
结构特性
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Keywords
bamboo
bending components
asymmetric bending behavior
bending forming
fiber volume fraction
bending stability
mechanical properties
structural properties
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分类号
S781.9
[农业科学—木材科学与技术]
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